壯族服飾圖案優(yōu)化設計研究

摘要：為了探究數(shù)字化技術背景下壯族服飾文化現(xiàn)代化應用設計的高效化、多元化方式。收集并選擇出具有代表性的廣西壯族服飾文化樣本，利用眼動技術將壯族刺繡中的代表性基因篩選出，得出文化基因編碼對象，從紋樣、色彩兩個方面進行文化基因編碼，再基于交互式遺傳算法對文化基因進行再造表達。生成新的圖案，最后使用其進行現(xiàn)代設計。通過交互式遺傳算法，構建相對客觀化、清晰化的文化基因現(xiàn)代化設計體系，并設計出具體產(chǎn)品證明方法的可行性。以壯族服飾文化創(chuàng)新研究為例，提出了傳統(tǒng)文化元素參數(shù)化設計研究方法，一方面，可以滿足設計師源源不斷的創(chuàng)意需求；另一方面，對壯族服飾文化的傳承和發(fā)展具有重要意義；為傳統(tǒng)文化元素的現(xiàn)代化設計研究提供了新思路。

關鍵詞：文化基因；紋樣；色彩；眼動技術；壯族服飾

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2025）01-0032-05

Abstract：In order to explore the efficient and diversified ways of modern application design of Zhuang clothing culture under the background of digital technology. The representative samples of Zhuang costume culture in Guangxi were collected and selected，and the representative genes in Zhuang embroidery were screened by eye movement technology to obtain the cultural gene coding object. The cultural gene coding was carried out from the aspects of pattern and color，and then the cultural gene was reconstructed and expressed based on interactive genetic algorithm. Generate new patterns and finally use them for modern designs. Through interactive genetic algorithm，a relatively objective and clear cultural gene modernization design system is constructed，and the feasibility of specific product is designed. Taking the research of Zhuang costume culture innovation as an example，this paper puts forward the research method of parametric design of traditional cultural elements. On the one hand，it can meet the endless creative needs of designers；On the other hand，it is of great significance to the inheritance and development of Zhuang costume culture. It provides a new idea for the research of modern design of traditional cultural elements.

Keywords：Cultural genes；Patterns；Color；Eye movement technology；Zhuang costumes

引言

廣西壯族服飾文化具有很高的研究價值，有著悠久的歷史。其紋樣和色彩具有獨特的文化體系，如何保護和傳承壯族傳統(tǒng)服飾文化具有重要意義。

目前，在從民族服飾文化中進行設計元素的提取與應用的研究領域中[1-3]，劉思憶等人[4]深入探究用戶的需求，設計并開發(fā)出符合市場的騎行相關產(chǎn)品。茍秉宸等人[5]將基因工程原理引入設計過程以提升產(chǎn)品設計方案質量。王景民等人[6]運用交互敘事理論，提出陰山巖刻數(shù)字化設計策略指導設計實踐。郭天舒等人[7]基于蒸汽朋克風在產(chǎn)品設計中開拓了一條可借鑒的道路。Kim等人[8]將圖案應用于服飾設計聯(lián)合探索。

綜上所述，諸多學者針對不同民族文化的運用不同方法進行了現(xiàn)代化應用研究[9]。目前的研究中，存在很少有人從壯族服飾文化的角度，運用眼動技術并結合文獻調研分析來探析壯族服飾文化基因，并構建特征編碼庫，采用交互式遺傳算法對編碼庫進行方案迭代，最終迭代出最優(yōu)的子代方案，以此量化以往根據(jù)設計師主觀意愿進行傳統(tǒng)文化元素的現(xiàn)代化設計過程且提供理論參考。

一、壯族服飾文化優(yōu)化設計研究模型

在探索壯族服飾文化現(xiàn)代化的設計路徑中，本研究采取了一種創(chuàng)新性的方法，即基于交互式遺傳算法的技術框架。這一方法論的運用，不僅體現(xiàn)了對傳統(tǒng)文化深刻的理解和尊重，也展現(xiàn)了科技與藝術相結合的前沿探索。首先，研究團隊通過對大量文獻的深入閱讀和細致的田野調查，精心挑選并系統(tǒng)化地整理了壯族服飾的傳統(tǒng)紋樣。這一過程不僅是對壯族文化歷史的梳理，也是對傳統(tǒng)美學價值的挖掘和保存。接著，在重構階段，本研究巧妙地運用交互式遺傳算法，對這些精選的傳統(tǒng)紋樣進行編碼，形成文化基因庫。通過算法的迭代優(yōu)化過程，我們實現(xiàn)了對編碼基因的智能重組，進而推動壯族服飾紋樣的現(xiàn)代化設計。這一步驟不僅是對傳統(tǒng)圖案的簡單復制，而是一種創(chuàng)新性的再設計與應用，結合了現(xiàn)代審美趨勢和市場需求，使得傳統(tǒng)紋樣在新的時代背景下煥發(fā)出新的生命力。 研究流程見圖1。

（一）廣西壯族服飾文化特征樣本的獲取與解析

壯族服飾文化基因指的是攜帶壯族具有穩(wěn)固性、選擇進化性、無形傳遞性的文化信息的設計特征，壯族服飾特色能通過文化基因被快速識別出，文化基因可提高民族文化應用在現(xiàn)代設計上時設計對象的可識別性和延續(xù)性。

通過訪談的形式對本地的居民、傳統(tǒng)服裝歷史研究專家開展采訪，搜集研究素材并提煉篩選出富有代表性特色的中華民族服飾傳統(tǒng)文化樣本。與此同時，通過對文獻資料的查詢研究并利用當?shù)夭┪镳^中帶有代表性特色的服飾藏品來深入理解廣西壯族刺繡發(fā)展的歷史。最后總結并整理積累的信息。壯族服飾根據(jù)其地域分布、紋樣特征和信仰元素可被分成不同類型，就題材內容來看壯族服飾紋樣可分為字紋、動物紋、植物紋、幾何紋、其他紋五大類紋樣，從拍攝取樣的素材中挑選出20張囊括所有紋樣和代表性配色的樣本圖片。

（二）色彩基因提取與編碼

服飾的顏色是構成一個民族服飾美的一個非常重要的因素，一個民族選擇服飾的顏色并不是隨意決定的[10]，而是與該民族的生存環(huán)境和歷史文化密切相關。壯族的服飾一般都是藍色、黑色、棕色為主，他們所用的布都是用自己種的材料來制成的，然后用自己織的布，來染成藍色、黑色等顏色的布，這樣做出來的布料非常耐穿、耐磨。通過文獻閱讀、實地調研等方式進行調查和研究，筆者收集到了不同時代、地域的壯族服飾，壯族服飾的色彩在不同的時期是存在一定的差異且循序漸進的，古代時期服飾主要以自然色調為主，到唐宋時期逐漸引入了紅、藍、綠等顏色，明清到現(xiàn)代逐漸又引入了青、黃、綠、粉、橙等顏色。本文所選取的8個樣本為涵蓋各個時期壯族人民所應用最廣泛的服飾配色樣本。壯族服飾配色基因的提取見表1。

（三）定義：紋樣基因提取與編碼

1.實驗目的

進行紋樣基因的提取，通過眼動實驗可選擇出具有標志性、顯著性、傳承性的樣本圖片，先將其用PS軟件進行分區(qū)處理，再運用于眼動實驗中，并從實驗結果中獲得具有高度可識別性和延續(xù)性的被試重點關注區(qū)域的紋樣元素，為提取民族服飾紋樣基因及其應用提供參考。

2.實驗設備

EyeSo眼動儀；一臺安裝眼動儀軟件EyeSo的電腦。

3.實驗被試

選擇30名自愿參與實驗的在校生，包括12名研究生、14名本科生，4名教師，年齡區(qū)間為19～51歲。這些被試者身體健康，對壯族民族服飾具有良好的認知能力，要求被試實驗前正常作息，保持良好身體狀態(tài)。

4.實驗材料

廣西壯族服飾紋樣按種類劃分的話大致可分為字紋、動物紋、植物紋、幾何紋、其他紋五大類紋樣。通過對壯族服飾本身和相關文獻的反復觀察及閱讀，同時與廣西當?shù)貕炎迦嗣穸啻谓涣?，研究發(fā)現(xiàn)壯族服飾的胸兜、領口等地方都會繡以牡丹、龍、鳳等大幅紋樣進行裝飾，大幅紋樣的周圍和袖口等地方往往會繡上萬字紋、菱形紋等小幅紋樣加以點綴，筆者根據(jù)其修飾作用和所占繡幅的不同，在本文中將所選紋樣分為主體紋樣和副體紋樣，并將主體紋樣和副體紋樣重新劃分為A、B兩大類。壯族服飾同種象征意義紋樣衍生諸多，在綜合考慮群體認同、民族符號和象征意義等因素后，對素材進行了初篩，得出眼動實驗所需的實驗樣本。廣西壯族服飾紋樣樣本組見圖2，實驗使用圖3中分為A、B兩組的43個壯族服飾圖片樣本，A組中的紋樣為服飾中的主體紋樣，B組為修飾紋樣。使用PS軟件對樣本圖片進行分區(qū)和去色處理，由于是對圖片中的紋樣進行選擇，故需排除色彩干擾。為減少實驗中由于紋樣擺放位置引起的誤差，對篩選得出的43個壯族服飾樣本分組使用拉丁方設計方法，每列樣本順序對于每個研究對象的實驗次數(shù)相同。拉丁方設計[11]能夠抵消實驗過程中因為實驗樣本放置順序、研究者差異造成的干擾效應進一步減少實驗誤差。用設計所得圖片進行實驗，進行如圖3所示排列設計。

5.實驗流程

實驗內容設計為，實驗開始前給被試，逐一介紹實驗目的、方法流程和注意事項。被試與屏幕距離為600～650 mm，觀看如圖3所示壯族服飾圖片，并設置題目提示被試在接下來的實驗中偏向具有壯族風格的樣本圖片進行觀察，被試對樣本中的紋樣進行觀察，記錄被試重點關注的樣本對象。通過實驗，獲取被試在觀察圖片時的眼動數(shù)據(jù)。一次實驗的時間被設置為5 min，實驗步驟如下：首先，0～120000 ms為實驗前期講解，120000 ～150000 ms注視空白界面期間呈現(xiàn)“+”對本次實驗進行校正，150000～310000 ms被試對實驗樣本進行觀察，一共43個樣本不均等分為8組圖片，每組圖片的停留時間為15000 ms，每兩組圖片中間播放白屏圖片，防止被試被樣本相互干擾，每張白色背景停留時間為5000 ms。實驗中，使用拉丁方設計方法對43個壯族服飾樣本進行排序設計。

本實驗測試了被試對每個樣本的視覺注意程度，利用得到的數(shù)據(jù)生成熱力圖來展示被試對不同樣本的關注情況。實驗同時也評估了紋樣樣本的標志性和可識別性，使用紅、黃、綠3種顏色分別表示被試對各個紋樣不同程度的關注，其中綠色表示關注度最低，黃色略高，紅色最高，對實驗樣本圖組中關注度最高的樣本，進行選取。實驗得到8組樣本的熱力圖，如圖4所示。

對每組樣本中關注度最高的幾個樣本，即關注度為紅色的樣本，在視覺吸引力上的顯著地位進行基因編碼。眼動熱力圖顯示，在第1組樣本中，經(jīng)過精細的分析，我們發(fā)現(xiàn)樣本A17、A18、A21和A15吸引了觀察者最多的視覺關注，這些樣本因此被選為編碼對象。在第2組樣本中，樣本A12和A13脫穎而出，成為視覺焦點。而在第3組中，樣本A7獨占鰲頭，其獨特的視覺特征使其在關注度上遙遙領先。第4組中的樣本A1以其顯著的特征在視覺競爭中勝出。第5組樣本，發(fā)現(xiàn)樣本B15和B10成為視覺關注的中心，這兩個樣本的編碼過程進一步豐富了數(shù)據(jù)集。在第6組樣本中，樣本B11、B21和B22共同占據(jù)了關注度的頂峰，編碼為研究增添了多維度的視角。最后，在第7組樣本中，樣本B4的視覺吸引力顯著，而第8組樣本中的B5和B9同樣展現(xiàn)了其在視覺注意力分配上的優(yōu)勢。

6.廣西壯族服飾文化紋樣基因提取與編碼

依照上述眼動實驗分析提取出的重點樣本，得出廣西壯族服飾文化紋樣基因組。建立廣西壯族服飾紋樣基因圖譜并對其進行紋樣精煉。從紋樣樣本分析可以看出：紋樣的來源大多數(shù)是生活環(huán)境中所接觸有著美好寓意的事物，通過對紋樣文化基因分解重組后可運用于現(xiàn)代設計。將得出的壯族服飾文化基因樣本按照形狀、語義兩類提取出具體的設計元素，方便后續(xù)現(xiàn)代化設計選擇能夠體現(xiàn)文化特征的設計元素，見表2。

二、壯族服飾文化的現(xiàn)代化應用

（一）染色體編碼

一個個體編碼共有3+3+3+3=12位。最終方案設計數(shù)目為8×8×8×8=4096種，種群中的各個個體的編碼為12位。壯族服飾文化基因現(xiàn)代化應用染色體編碼構建如圖5所示。

（二）構建交互式遺傳算法模型

交互式遺傳算法[12]是一種基于人的主觀評價作為進化個體適應值的進化優(yōu)化方法。本研究通過模擬生物進化過程，構建了一個算法模型，旨在將壯族服飾文化基因的現(xiàn)代化應用中的隱形因素（如設計主題、風格、審美）納入適應度函數(shù)中。這個模型結合了設計師的主觀評價與傳統(tǒng)遺傳算法，使得種群進化更加理想化。文章希望通過這種方式為傳統(tǒng)文化現(xiàn)代化設計提供新的思路和方案。構建此模型的流程如圖6所示，實驗操作即根據(jù)流程圖進行特征樣本的迭代與選擇。

前文已將壯族服飾文化的紋樣、色彩等文化基因都提取出來，將各個文化基因通過對應的二進制編碼的形式表現(xiàn)出來。構建出由4個體系構成的壯族服飾文化基因編碼庫如表3所示，實驗開始前將特征基因樣本圖片導入，為區(qū)分4類特征部分的000-111二進制編碼，圖片調用編碼分別為8種主體紋樣編碼為三位a000-a111、8種副體紋樣編碼為3位b000-b111、8種主、副體精煉紋樣編碼為3位c000-c111和8種配色編碼為3位d000-d111，使特征樣本的調用更為便捷。并選擇10名專業(yè)評分人員在初始種群與子代種群評分階段進行評分。

評分標準分為5個級別，分別是非常不滿意（1分）、不滿意（2分）、一般（3分）、滿意（4分）、非常滿意（5分），根據(jù)每次的評分結果繼續(xù)進行遺傳變異迭代出下一代。

第1步，設置交互式遺傳算法的遺傳參數(shù)。種群規(guī)模設置為4；由上文可知每個特征編碼為3位，因此基因的代碼長度設置為12；在種群迭代的過程中會發(fā)生遺傳和變異，設置交叉概率0.6和變異概率0.15，評分人員為10位設計師。

如得到專家滿意個體，則結束算法，輸出個體代碼并進行解碼；如未得到專家滿意個體，則繼續(xù)迭代，進行第3步。

第3步，生成新的種群。根據(jù)初始種群、適應度、種群規(guī)模和二進制基因代碼長度定義新的種群，經(jīng)過交叉和變異算法得到新的種群。評分人員對新生成的4個種群特征樣本進行評分，共識滿意度值通過算法由評分結果產(chǎn)生，并生成新種群的最佳個體和最佳共識滿意度值。如得到專家滿意個體，則結束算法，輸出個體代碼并進行解碼；如未得到專家滿意個體，則繼續(xù)迭代，重復第3步，其中初始種群變?yōu)樯弦淮N群。

1.遺傳過程與方案生成

本研究以隨機方式產(chǎn)生初始設計方案。編碼順序為主體紋樣、輔助紋樣、主輔體精煉紋樣、顏色，初始種群及其共識滿意度值如表4所示。

2.遺傳過程

初始種群由4個方案組成，通過10輪迭代和專家評分，計算每個方案的共識滿意度值。首先，10名專家對初始種群進行了評分，根據(jù)評分計算了每個方案的共識度、滿意度和共識滿意度。在本研究中，“u”和“v”都設置為0.5。評分體系為5分制，滿意程度從1到5分不等。10輪迭代后，選擇共識滿意度最高的方案作為遺傳父本，以表5中顯示的方案為例。

前文可知，共識滿意度值在10次迭代中呈先升后平再升的趨勢，第10代種群達成最高共識滿意度值0.9026，故選第10代種群作為最優(yōu)方案應用于壯族服飾紋樣現(xiàn)代產(chǎn)品設計。

結語

壯族服飾文化的現(xiàn)代化設計將傳統(tǒng)的民族文化與數(shù)字化技術相結合，促進文化傳承和發(fā)展的同時賦予其新的活力和魅力。首先，通過對文化基因的提取實現(xiàn)在“繼承 ”的基礎上“創(chuàng)新”，在保留民族文化基因的同時解決了人工選擇上的主觀性和模糊性的問題。其次，引進程序化、快速化的計算機技術，可快速更新文化創(chuàng)意，為現(xiàn)代化產(chǎn)品設計提供創(chuàng)意素材，進而滿足快餐時代用戶的多樣化需求。因此，少數(shù)民族文化和數(shù)字化技術結合的文化創(chuàng)新研究可以使文創(chuàng)產(chǎn)品具有更深的文化內涵的同時，具有更多的創(chuàng)意思路，為傳統(tǒng)文化的元素設計研究提供新路徑。

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